При каком упражнении какие мышцы сокращаются

Содержание

Режимы работы (сокращения) мышц

Описаны режимы работы мышц (режимы мышечного сокращения, режимы сокращения мышц): изометрический, преодолевающий (концентрический), уступающий (эксцентрический). Дана характеристика изменений (гипертрофии, силы и повреждений мышц), происходящих в скелетных мышцах при выполнении силовых упражнений в различных режимах их работы.

Режимы работы (сокращения) мышц

Классификация режимов работы мышц на основе изменения длины мышцы

В биомеханике основным классификационным признаком является длина мышцы. На основе того, что происходит с длиной мышцы режимы работы мышц делятся на изометрический и динамический.

Изометрический режим работы мышц

Скелетные мышцы могут работать не меняя своей длины. Такой режим работы мышц называется изометрический. Иногда говорят, что мышца работает в статическом режиме. Как пример такой работы — удержание гантели в руке, не меняя ее положения. В этом случае мышцы-сгибатели предплечья (двуглавая мышца плеча, плече-лучевая мышца и др.) не меняют своей длины. В чем особенность этого режима? Мышца возбуждена, должна укорачиваться, а ее длина не меняется. Это происходит из-за того, что внешняя сила уравновешивает силу, которую развивает мышца (правильнее, конечно говорить, что момент внешней силы равен моменту силы тяги мышцы, но этот нюанс можно опустить).

Динамический режим работы мышц

Если длина мышцы меняется, неважно она уменьшается или увеличивается, то принято говорить, что мышца работает в динамическом режиме. Как пример такой работы — сгибание и разгибание руки в локтевом суставе, удерживая в руке гантель. В этом случае мышцы-сгибатели предплечья вначале укорачиваются (это происходит при сгибании руки), затем — удлиняются (это происходит при разгибании руки в локтевом суставе).

Преодолевающий режим работы мышц (концентрический режим работы мышц)

Мышца работает в преодолевающем режиме, если ее длина уменьшается. Как пример — сгибание руки в локтевом суставе, удерживая в руке гантель. Преодолевающий режим является разновидностью динамического режима работы мышц. При работе в этом режиме усилие, развиваемое мышцами больше внешней силы (правильнее, конечно, говорить, что момент силы, развиваемый мышцами, больше момента внешней силы). Мышца как бы «преодолевает» внешнюю нагрузку. В англоязычной литературе этот режим сокращения мышцы называется концентрическим.

Уступающий режим работы мышц (эксцентрический режим работы мышц)

Мышца работает в уступающем режиме, если ее длина увеличивается. Как пример — разгибание руки в локтевом суставе, удерживая в руке гантель. Уступающий режим является разновидностью динамического режима. При работе в этом режиме развиваемое мышцей усилие меньше момента внешней силы (правильнее говорить момент силы мышц меньше внешнего момента силы). Мышца как бы «уступает» внешней силе. В англоязычной литературе этот режим называется эксцентрический режим работы мышц.

Различные режимы работы мышц иллюстрируют рис.1 и рис.2.

Рис.1. Режимы работы мышц (классификация) Рис.2. Режимы работы мышц

Следует обратить внимание на тот факт, что мышцы-антагонисты при выполнении движения работают в различных режимах. Например, при сгибании руки мышцы-сгибатели укорачиваются (преодолевающий режим), а мышцы-разгибатели (их антагонисты) — удлиняются (уступающий режим).

Изменения, происходящие в мышцах непосредственно или сразу после тренировочного занятия (срочный эффект тренировки)

Многочисленными исследованиями доказано, что выполнение физических упражнений в эксцентрическом (уступающем режиме, когда мышца удлиняется) режиме вызывает большие структурные повреждения мышечных волокон, чем другие режимы сокращения мышцы. Эти повреждения затрагивают в первую очередь Z-диски саркомеров, а также белки цитоскелета.

С биохимической точки зрения эксцентрические упражнения (упражнения, выполняемые в эксцентрическом режиме) представляют для организма значительно больший стресс, чем упражнения, производимые в других режимах: уровень креатинкиназы в крови (фермента, содержащегося в мышечных волокнах и выделяющегося в кровь при их разрушении) при работе в эксцентрическом режиме значительно превышает соответствующий показатель при работе в концентрическом (преодолевающем) и изометрическом режимах.

Если измерить силу мышц после выполнения упражнений в эксцентрическом режиме, то окажется, что она уменьшается значительно больше, чем при выполнении упражнений в концентрическом режиме. О чем это говорит? Это говорит о том, что в эксцентрическом режиме повреждено больше мышечных волокон.

Изменения, происходящие в мышцах после длительного применения физических упражнений (кумулятивный тренировочный эффект)

Показано, что долговременная адаптация скелетных мышц к упражнениям, выполняемым в эксцентрическом режиме, проявляется в несколько большей гипертрофии скелетных мышц по сравнению с другими режимами. Силовые тренировки в эксцентрическом режиме приводят к увеличению силы и жесткости скелетных мышц.

При выполнении силовых упражнений в изометрическом режиме увеличивается степень перекрытия мышечных и сухожильных волокон, несколько утолщается сухожилие и увеличивается площадь прикрепления сухожилия к кости. Именно поэтому рекомендуется в конце тренировки выполнять упражнения в изометрическом режиме (около 15 минут). Считается, что это позволяет уменьшить количество травм опорно-двигательного аппарата человека.

Если мышца сокращается в динамическом режиме (концентрическом или эксцентрическом режимах), в ней через некоторое время увеличивается длина мышечных волокон и уменьшается длина сухожилия. Компьютерное моделирование (U. Proske, D.L. Morgan, 2001) подтвердило целесообразность удлинения мышечной части и укорочения сухожильной. Авторами показано, что долговременная адаптация к выполнению эксцентрических упражнений проявляется в увеличении количества саркомеров в миофибриллах мышечных волокон и уменьшении сухожильной части. Это приводит к изменению оптимальной длины мышцы при развитии активного напряжения.

При выполнении силовых упражнений в динамическом режиме (концентрическом или эксцентрическом) возрастает количество нервных волокон, иннервирующих скелетную мышцу (в 4-5 раз больше, чем в изометрическом режиме).

Классификация режимов работы мышц на основе изменения длины и (или) тонуса мышцы

В физиологии принята несколько иная классификация режимов работы скелетных мышц. В качестве классификационных признаков используется длина и тонус мышцы. Согласно этим признакам режимы работы мышц делятся на три вида: изотонический, изометрический, ауксотонический. Эту классификацию даю по учебнику А.С. Солодкова, Е.Б.Сологуб (2005)

Изотонический режим работы мышцы

Изотонический режим (режим постоянного тонуса мышцы) наблюдается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с одного конца и свободно сокращается. Напряжение в ней при этом не изменяется. Это происходит при раздражении изолированной мышцы лягушки, закрепленной одним концом на штативе. В таком режиме в организме человека работает только одна мышца — мышца языка. В настоящее время в литературе в качестве изотонического рассматривается такой режим работы мышцы с нагрузкой, при котором по мере изменения длины мышцы ее тонус не меняется.

Изометрический режим работы мышц

Изометрический режим (режим постоянной длины мышцы) характеризуется напряжением мышцы в условиях, когда она закреплена с обеих концов или когда она не может поднять слишком большой груз. В этом случае в мышечном волокне (миофибрилле) происходят процессы сокращения, при этом одни саркомеры укорачиваются, а другие — удлиняются.

Ауксотонический режим работы мышц

Ауксотонический режим (смешанный режим) характеризуется изменением и длины и тонуса мышцы. При этом режиме сокращения происходит перемещение груза. Этот режим также называется динамическим. Имеются две разновидности этого режима: преодолевающий (концентрический) — длина мышцы уменьшается, уступающий (эксцентрический) — длина мышцы увеличивается.

Классификация режимов работы мышц на основе изменения скорости сокращения мышцы

Изокинетический режим работы мышц

«Классификация», конечно, громко сказано. Как известно, мышцы сокращаются с различной скоростью. Этот вопрос подробно рассмотрен в моей докторской диссертации (А.В. Самсонова, 1998). Однако с появлением тренажеров, на которых можно было задавать постоянную скорость сокращения мышцы, стали выделить еще и изокинетический режим работы мышц. То есть изокинетический режим работы мышц — это режим, при котором скорость укорочения или растяжения мышцы постоянна.

Источник

Биомеханика мышечного сокращения

В. Н. Селуянов, В. А. Рыбаков, М. П. Шестаков

Глава 1. Модели систем организма

1.1.5. Биомеханика мышечного сокращения

Сила — векторная величина, являющаяся мерой механического воздействия на материальную точку или тело со стороны других тел или полей (Б. М. Яворский, А. А. Детлаф, 1974). Сила полностью задана, если указаны ее численное значение, направление и точка приложения.

В теории и методике физического воспитания рассматривают физическое качество силу как способность человека напряжением мышц преодолевать механические и биомеханические силы, препятствующие действию (Зациорский В. М., 1972; Л. П. Матвеев, 1991).

Мышцы могут проявлять силу: без изменения своей длины (изометрический режим), при уменьшении длины (изотонический режим), при удлинении (эксцентрический режим), при использовании специальной аппаратуры возможно соблюдение изокинетического режима (в ходе сокращения мышц соблюдается либо постоянная скорость, либо сила).

Силовое проявление мышцы зависит от:

— интенсивности активации мотнейронного пула спинного мозга данной мышцы;

— количества активированных двигательных единиц и мышечных волокон;

— количества миофибрилл в каждом мышечном волокне;

— скорости сокращения миофибрилл, которая зависти от активности миозиновой АТФ-азы и величины внешнего сопротивления;

— законов механики мышечного сокращения (сила — длина мышцы, сила — скорость сокращения);

— начального состояния исполнительного аппарата (утомленные мышечные волокна демонстрируют меньшую силу).

Спортсмен при желании сократить какую-либо мышцу активизирует соответствующий двигательный нейрон в коре головного мозга, который посылает импульсы в спинной мозг к мотонейронному пулу, обслуживающему данную мышцу. Поскольку в мотонейронном пуле размеры мотонейронов различаются, то при низкой частоте импульсации из ЦНС могут активироваться только низкопороговые мотонейроны. Каждый мотонейрон иннервирует свои мышечные волокна. Поэтому активация мотонейрона приводит к рекрутированию или возбуждению соответствующих мышечных волокон. Каждое активное мышечное волокно под влиянием электрических импульсов выпускает из СПР ионы кальция, которые снимают ингибитор с активных центров актина. Это обеспечивает образование актин-миозиновых мостиков и начало их поворота и мышечного сокращения. На поворот мостиков и отсоединение актина от миозина тратится энергия одной молекулы АТФ. Продолжительность работы мостика составляет 1 мс. Вероятность образования мостиков зависит от взаимного расположения между собой нитей актина и миозина, отсюда возникает зависимость сила — длина активной мышца, а также от скорости взаимного перемещения (скольжения) их одной по отношению к другой, соответственно, имеем зависимость «сила-скорость».

Читайте также:  Упражнения с гантелями для быстрого роста мышц

Зависимость «сила — длина активного мышечного волокна» определяется, как правило, относительным расположением между собой головок миозина и активных центров актина. Максимальное количество мостиков возникает при некоторой средней длине мышцы. Отклонение от этой длины в большую или меньшую сторону ведет к снижению силовых проявлений мышечного волокна (мышцы). Однако, в случае растяжения некоторых мышц, еще не в активном состоянии, могут возникать значительные силы сопротивления растяжению, например, в мышцах сгибателях голеностопного или лучезапястного сустава. Эти силы связаны с растяжением соединительных тканей, например, перемезиума. В биомеханике в таком случае говорят о параллельном упругом компоненте мышцы. Упругостью обладают сухожилия, зет-пластинки саркомеров и нити миозина, к которым прикреплены головки. Такую упругость называют последовательной упругой компонентой.

Наличие последовательной упругой компоненты в мышечных волокнах приводит к тому, что с ростом числа рекрутированных МВ увеличивается жесткость мышцы -коэффициент упругости (В. М. Зациорский с соав., 1981).

Растягивание активной мышцы приводит не только к накоплению энергии упругой деформации в последовательной упругой компоненте, но и к прекращению работы мостиков, а именно, они перестают отцепляться за счет энергии молекул АТФ. Разрыв мостиков происходит благодаря действию внешней — механической силы. В итоге отрицательная работа мышц выполняется с очень высоким коэффициентов полезного действия, с минимальными затратами АТФ, а значит и кислорода.

Источник

Классификация физических нагрузок

Средства и методы физической подготовки направлены на изменение строения мышечных волокон скелетных мышц и миокарда, а также клеток других органов и тканей (например, эндокринной системы). Каждый метод тренировки характеризуется несколькими переменными, отражающими внешнее проявление активности спортсмена: интенсивность сокращения мышц, интенсивность упражнения, продолжительность выполнения (количество повторений — серия, или длительность выполнения упражнений), интервал отдыха, количество серий (подходов). Существует еще внутренняя сторона, которая характеризует срочные биохимические и физиологические процессы в организме спортсмена. В результате проведения тренировочного процесса происходят долговременные адаптационные перестройки, именно этот результат является сутью или целью применения тренировочного метода и средства.

Упражнения максимальной анаэробной мощности

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 90–100 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–100 %. При низкой интенсивности упражнения и максимальной интенсивности сокращения мышц упражнение выглядит как силовое, например, приседание со штангой или жим лежа.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с максимальным темпом.

Продолжительность упражнений с максимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает короткой. Силовые упражнения выполняются с 1–4 повторениями в серии (подходе). упражнения включают до 10 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения длятся — 4–10 с.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 45–60 с.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 10–40 раз.

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии.

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения максимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования всех двигательных единиц.

Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет от 90 % до 100 %. Он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы в гликолитических и промежуточных мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.

Рекордная максимальная анаэробная мощность, развиваемая спортсменами на велоэргометре составляет 1000–1500 Ватт, а с учетом затрат на перемещение ног более 2000 Ватт. Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от секунды (изометрическое упражнение) до несколько секунд (скоростное темповое упражнение).

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. кратковременности анаэробных упражнений во время их выполнения функции кровообращения и дыхания не успевают достигнуть возможного максимума. На протяжении максимального анаэробного упражнения спортсмен либо вообще не дышит, либо успевает выполнить лишь несколько дыхательных циклов. Соответственно легочная вентиляция не превышает 20–30 % от максимальной.

ЧСС повышается еще до старта (до 140–150 уд/мин) и во время упражнения продолжает расти, достигая наибольшего значения сразу после финиша — 80–90 % от максимальной (160–180 уд/мин). Поскольку энергетическую основу этих упражнений составляют анаэробные процессы, усиление деятельности кардиореспираторной (кислородтранспортной) системы практически не имеет значения для энергетического обеспечения самого упражнения. Концентрация лактата в крови за время работы изменяется крайне незначительно, хотя в рабочих мышцах она может достигать в конце работы 10 ммоль/кг и даже больше. Концентрация лактата в крови продолжает нарастать на протяжении нескольких минут после прекращения работы и составляет максимально 5–8 ммоль/л (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Перед выполнением анаэробных упражнений несколько повышается концентрация глюкозы в крови. До начала и в результате их выполнения в крови очень существенно повышается концентрация катехоламинов (адреналина и норадреналина) и гормона роста, но несколько снижается концентрация инсулина; концентрации глюкагона и кортизола заметно не меняются (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Ведущие физиологические системы и механизмы, определяющие спортивный результат в этих упражнениях: регуляция мышечной деятельности (координация движений с проявлением большой мышечной мощности), функциональные свойства аппарата емкость и мощность фосфагенной энергетической системы рабочих мышц.

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода если отдых будет пассивный и коротким.

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение развивающих тренировок силовой, и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку (предполагается) в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения максимальной алактатной мощности, например, снижает эффективность тренировки с точки зрения роста массы миофибрилл, поскольку снижается концентрация ионов водорода и гормонов в крови. В то же время снижение концентрации ионов водорода в гликолитических МВ приводит к стимуляции активности митохондрий, а значит к постепенному разрастанию митохондриальной системы.

Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку упражнения максимальной интенсивности требуют проявления значительных механических нагрузок на мышцы, связки и сухожилия, а это приводит к накоплению микротравм аппарата.

Таким образом, упражнения максимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Упражнения околомаксимальной анаэробной мощности

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 70–90 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–90 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (60–80 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 12 раз.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с околомаксимальным темпом.

Продолжительность упражнений с околомаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 20–50 с. Силовые упражнения выполняются с 6–12 или более повторениями в серии (подходе). упражнения включают до 10–20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 10–50 с.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 2–9 мин.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 3–4 серии повторяются 2 раза.

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, которые демонстрируют резко отрицательное действие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).

Читайте также:  Упражнение кегеля для женщин для укрепления матки при опущении мышц тазового дна у женщин

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения околомаксимальногй анаэробной мощности требуют рекрутирования больше половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.

Это упражнения с почти исключительно анаэробным способом энергообеспечения работающих мышц: анаэробный компонент в общей энергопродукции составляет более 90 %. В гликолитических МВ он обеспечивается главным образом за счет фосфагенной энергетической системы (АТФ+КФ) при некотором участии лактацидной (гликолитической) системы. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование, кислород в этом случае поступает из миоглобина ОМВ и крови.

Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от нескольких секунд (изометрическое упражнение) до десятков секунд (скоростное темповое упражнение) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин). Наибольших значений (80–90 % от максимальной) она достигает сразу после финиша на 200 м и на финише 400 м. В процессе выполнения упражнения быстро растет легочная вентиляция, так что к концу упражнения длительностью около 1 мин она может достигать 50–60 % от максимальной рабочей вентиляции для данного спортсмена (60–80 л/мин). Скорость потребления О2 также быстро нарастает на дистанции и на финише 400 м может составлять уже 70–80 % от индивидуального МПК.

Концентрация лактата в крови после упражнения весьма высокая — до 15 ммоль/л у квалифицированных спортсменов. Она тем выше, чем больше дистанция и выше квалификация спортсмена. Накопление лактата в крови связано с длительным функционированием гликолитических МВ.

Концентрация глюкозы в крови несколько повышена по сравнению с условиями покоя (до 100–120 мг). Гормональные сдвиги в крови сходны с теми, которые происходят при выполнении упражнения максимальной анаэробной мощности (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода, если отдых будет пассивный и коротким. Повторное выполнение упражнений с интервалом отдыха 2–4 мин приводит к предельно высокому накоплению лактата и ионов водорода в крови, как правило, число повторений не бывает больше 4.

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение «развивающих» тренировок силовой, и скоростной направленности с частотой 1 или 2 раза в неделю позволяют добиться следующего.

Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 65–80 % от максимума или с 6–12 подъемами груза в одном подходе являются самыми эффективными с точки зрения прибавления миофибрилл в гликолитических мышечных волокнах, в ПМВ и ОМВ изменения существенно меньше.

Масса митохондрий от таких упражнений не прибавляется.

Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 16 раз, а спортсмен его поднимает только В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.

Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения околомаксимальной алактатной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности

Следует заметить, что на практике использовать эти упражнения следует очень осторожно, поскольку очень легко пропустить момент начала накопления черезмерного накопления ионов водорода в промежуточных и гликолитических МВ.

Таким образом, упражнения околомаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, способствуют наращиванию массы миофибрилл в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и гликолитических мышечных волокнах (высокопороговые двигательные единица могут не участвовать в работе, поэтому не вся мышца прорабатывается), что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности (анаэробно — аэробной мощности)

Внешняя сторона физического упражнения

Интенсивность сокращения мышц должна составлять 50–70 % от максимума.

Интенсивность упражнения (серии) — чередование сокращения мышц и периодов их расслабления, может составлять 10–70 %. При низкой интенсивности упражнения и околомаксимальной интенсивности (10–70 %) сокращения мышц упражнение выглядит как тренировка силовой выносливости, например, приседание со штангой или жим лежа в количестве более 16 раз.

Увеличение темпа, сокращение периодов напряжения и расслабления мышц превращает упражнения в например, прыжки, а в борьбе используют броски манекена или партнера или упражнения из арсенала общефизической подготовки: прыжки, отжимания, подтягивания, сгибание и разгибание туловища, все эти действия выполняются с оптимальным темпом.

Продолжительность упражнений с субмаксимальной анаэробной интенсивностью как правило бывает 1–5 мин. Силовые упражнения выполняются с 16 и более повторениями в серии (подходе). упражнения включают более 20 отталкиваний, а темповые — скоростные упражнения — 1–6 мин.

Интервал отдыха между сериями (подходами) существенно различается.

При выполнении силовых упражнений интервал отдыха превышает, как правило, 5 мин.

При выполнении упражнений иногда интервал отдыха сокращают до 2–3 мин.

При выполнении скоростных упражнений интервал отдыха может составлять 2–9 мин.

Количество серий обусловлено целью тренировки и состоянием подготовленности спортсмена. В развивающем режиме число повторений составляет 3–4 серии повторяются 2 раза.

Количество тренировок в неделю определяется целью тренировочного задания, а именно, что преимущественно надо гиперплазировать в мышечном волокне — миофибрилы или митохондрии. При общепринятом планировании нагрузок цель ставится — увеличение мощности механизма анаэробного гликолиза. Предполагается, что длительное пребывание мышц и организма в целом в состоянии предельного закисления должно приводить к адаптационным перестройкам в организме. Однако, до настоящего времени нет работ, которые бы прямо показали полезный эффект предельных околомаксимальных анаэробных упражнений, но имеется масса работ, котырые демонстрируют резко отрицательное дейстрвие их на строение миофибрилл и митохондрий. Очень высокие концентрации ионов водорода в МВ приводят как прямому химическому разрушению структур, так и усилению активности ферментов протеолиза, которые при закислении выходят из лизосом клеток (пищеварительного аппарата клетки).

Внутренняя сторона физического упражнения

Упражнения субмаксимальной анаэробной мощности требуют рекрутирования около половины двигательных единиц, а при выполнении предельной работы и всех оставшихся.

Это упражнения выполняются сначала за счет фосфагенов и аэробных процессов. По мере рекрутирования гликолитических накапливается лактат и ионы водорода. В окислительных мышечных волокнах по мере исчерпания запасов АТФ и КрФ разворачивается окислительное фосфорилирование.

Возможная предельная продолжительность таких упражнений колеблется от минуты до 5 минут.

Усиление деятельности вегетативных систем происходит в процессе работы постепенно. Через 20–30 с в окислительных МВ разворачиваются аэробные процессы, нарастает функция кровообращения и дыхания, которые могут достигнуть возможного максимума. Для энергетического обеспечения этих упражнений значительной усиление деятельности кислородтранспортной системы уже играет определенную энергетическую роль, причем тем большую, чем продолжительнее упражнение. Предстартовое повышение ЧСС очень значительно (до 150–160 уд/мин).

Мощность и предельная продолжительность этих упражнений таковы, что в процессе их выполнения показатели деятельности кислородтранспортной системы (ЧСС, сердечный выброс, ЛВ, скорость потребления О2) могут быть близки к максимальным значениям для данного спортсмена или даже достигать их. Чем продолжительнее упражнение, тем выше на финише эти показатели и тем значительнее доля аэробной энергопродукции при выполнении упражнения. После этих упражнений регистрируется очень высокая концентрация лактата в рабочих мышцах и крови — до 20–25 ммоль/л. Соответственно рН крови снижается до 7,0. Обычно заметно повышена концентрация глюкозы в крови — до 150 мг %, высоко содержание в плазме крови катехоламинов и гормона роста (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Таким образом, ведущие физиологические системы и механизмы, по мнению Н. И. Волкова и многих других авторов (1995), в случае использоваения самой простой модели энергообеспечения,— это емкость и мощность лактоцидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц, функциональные (мощностные) свойства аппарата, а так же возможности организма (особенно системы) и аэробные (окислительные) возможности рабочих мышц. Таким образом, упражнения этой группы предъявляют весьма высокие требования как к анаэробным, так и к аэробным возможностям спортсменов.

Если использовать более сложную модель, которая включает в себя систему и мышцы с различным типом мышечных волокон (ОМВ, ПМВ, ГМВ), то получим следующие ведущие физиологические системы и механизмы:

— энергобеспечение обеспечивается в основном окислительными мышечными волокнами активных мышц,

— мощность упражнения в целом превышает мощность аэробного обеспечения, поэтому рекрутируются промежуточные и гликолитические мышечные волокна, которые после рекрутирования, через 30–60 с теряют сократительную способность, что заставляет рекрутировать все новые и новые гликолитические МВ. Они закисляются, молочная кислота выходит в кровь, это вызывает появление избыточного углекислого газа, что усиливает до предела работу и дыхательной системы.

Внутренние, физиологические процессы разворачиваются более интенсивно в случае выполнения повторной тренировки. В этом случае в крови увеличивается концентрация гормонов, а в мышечных волокнах и крови концентрация лактата и ионов водорода, если отдых будет пассивный и коротким. Повторное выполнение упражнений с интервалом отдыха 2–4 мин приводит к предельно высокому накоплению лактата и ионов водорода в крови, как правило, число повторений не бывает больше 4.

Долговременные адаптационные перестройки

Выполнение упражнений субмаксимальной алактатной мощности до предела относятся к одним из самых психологически напряженных, поэтому не могут использоваться часто, существует мнение о влиянии этих тренировок на форсирование приобретения спортивной формы и быстрому наступлению перетренировки.

Читайте также:  Упражнения с лентой для грудных мышц для женщин

Силовые упражнения, которые выполняются с интенсивностью 50–65 % от максимума или с 20 и более подъемами груза в одном подходе являются самыми опасными, ведут к очень сильному локальному закислению, а затем и повреждению мышц. Масса митохондрий от таких упражнений резко снижается во всех МВ [Хореллер, 1987].

Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности и предельной продолжительности нельзя применять в тренировочном процессе.

Рекомендуемые упражнения

Силовые упражнения можно выполнять не до отказа, например можно поднять груз 20–40 раз, а спортсмен его поднимает только 10–15 раз. В этом случае не возникает локального утомления, нет сильного закисления мышц, поэтому при многократном повторении с достаточным интервалом отдыха для устранения образующейся молочной кислоты. Возникает ситуация стимулирующая развитие митохондриальной сети в ПМВ и некоторой части ГМВ. Следовательно, околомаксимальное анаэробное упражнение дает вместе с паузами отдыха аэробное развитие мышц.

Высокая концентрация Кр и умеренная концентрация ионов водорода могут существенно изменить массу миофибрилл в промежуточных и некоторых гликолитических мышечных волокнах. В окислительных мышечных волокнах существенных изменений не происходит, поскольку в них не накопливаются ионы водорода, поэтому не происходит стимуляции генома, затруднено проникновение анаболических гормонов в клетку и ядро. Масса митохондрий при выполнении упражнений предельной продолжительности расти не может, поскольку в промежуточных и гликолитических МВ накапливается значительное количество ионов водорода, которые стимулируют катаболизм в такой степени, что он превышает мощность процессов анаболизма.

Сокращение продолжительности выполнения упражнения субмаксимальной анаэробной мощности устраняет негативный эффект упражнений этой мощности.

Таким образом, упражнения субмаксимальной анаэробной мощности, выполняемые до отказа, приводят к чрезмерно большому закислению мышц, полэтому снижается масса миофибрилл и митохондрий в промежуточных и гликолитических мышечных волокнах, а при выполнении этих упражнений до легкого утомления (закисления) мышц, в интервалах отдыха активизируется окислительное фосфорилирование в митохондриях промежуточных и части гликолитических мышечных волокнах, что в итоге прведет к росту массы митохондрий в них.

Мощность нагрузки в этих упражнениях такова, что энергообеспечение рабочих мышц может происходить (главным образом или исключительно) за счет окислительных (аэробных) процессов, связанных с непрерывным потреблением организмом и расходованием работающими мышцами кислорода. Поэтому мощность в этих упражнениях можно оценивать по уровню (скорости) дистанционного потребления О2. Если дистанционное потребление О2 соотнести с предельной аэробной мощностью у данного человека (т. е. с его индивидуальным МПК), то можно получить представление об относительной аэробной физиологической мощности выполняемого им упражнения. По этому показателю среди аэробных циклических упражнений выделяются пять групп (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990):

1. Упражнения максимальной аэробной мощности (95–100 % МПК).

2. Упражнения околомаксимальной аэробной мощности (85–90 % МПК).

3. Упражнения субмаксимальной аэробной мощности (70–80 % МПК).

4. Упражнения средней аэробной мощности (55–65 % МПК).

5. Упражнения малой аэробной мощности (50 % от МПК и менее).

Представленная здесь классификация не соответствует современным представлениям спортивной физиологии. Верхняя граница — МПК не соответствует данным максимальной аэробной мощности, поскольку зависит от процедуры тестирования и индивидуальных особенностей спортсмена. В борьбе важно оценить аэробные возможности мышц пояса верхних конечностей, а в дополнение к этим данным следует оценить аэробные возможности мышц нижних конечностей и производительность системы.

Аэробные возможности мышц принято оценивать в ступенчатом тесте по мощности или потреблению кислорода на уровне анаэробного порога.

Мощность МПК выше у спортсменов с большей долей в мышцах гликолитических мышечных волокон, которые могут постепенно рекрутироваться для обеспечения заданной мощности. В этом случае, по мере подключения гликолитических мышечных волокон, увеличения закисления мышц и крови, испытуемый начинает подключать к работе дополнительные мышечные группы, с еще не работавшими окислительными мышечными волокнами, поэтому растет потребление кислорода. Ценность такого увеличения потребления кислорода минимальна, поскольку существенной прибавки механической мощности эти мышцы не дают. Если окислительных МВ много, а ГМВ почти нет, то мощность МПК и АнП будут почти равны.

Ведущими физиологическими системами и механизмами, определяющими успешность выполнения аэробных циклических упражнений, служат функциональные возможности кислородтранспортной системы и аэробные возможности рабочих мышц (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

По мере снижения мощности этих упражнений (увеличение предельной продолжительности) уменьшается доля анаэробного (гликолитического) компонента энергопродукции. Соответственно снижаются концентрация лактата в крови и прирост концентрации глюкозы в крови (степень гипергликемии). При упражнениях длительностью в несколько десятков минут гипергликемии вообще не наблюдается. Более того, в конце таких упражнений может отмечаться снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия). (Коц Я. М., 1990).

Чем больше мощность аэробных упражнений, тем выше концентрация катехоламинов в крови и гормона роста. Наоборот, по мере снижения мощности нагрузки содержание в крови таких гормонов, как глюкагон и кортизол, увеличивается, а содержание инсулина уменьшается (Коц Я. М., 1990).

С увеличением продолжительности аэробных упражнений повышается температура тела, что предъявляет повышенные требования к системе терморегуляции (Коц Я. М., 1990).

Упражнения максимальной аэробной мощности

Это упражнения, в которых преобладает аэробный компонент энергопродукции — он составляет до Однако энергетический вклад анаэробных (преимущественно гликолитических) процессов еще очень значителен. Основным энергетическим субстратом при выполнении этих упражнений служит мышечный гликоген, который расщепляется как аэробным, так и анаэробным путем (в последнем случае с образованием большого количества молочной кислоты). Предельная продолжительность таких упражнений — 3–10 мин.

Через 1,5–2 мин. после начала упражнений достигаются максимальные для данного человека ЧСС, систолический объем крови и сердечный выброс, рабочая ЛВ, скорость потребления О2 (МПК). По мере продолжения упражнения ЛВ, концентрация в крови лактата и катехоламинов продолжает нарастать. Показатели работы сердца и скорость потребления О2 либо удерживаются на максимальном уровне (при состоянии высокой тренированности), либо начинают несколько снижаться

После окончания упражнения концентрация лактата в крови достигает 15–25 ммоль/л в обратной зависимости от предельной продолжительности упражнения (спортивного результата) (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Ведущие физиологический системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений, кроме того, существенную роль играет мощность лактацидной (гликолитической) энергетической системы рабочих мышц.

Упражнения предельной продолжительности максимальной аэробной мощности могут применять в тренировки только спортсмены с мощностью АнП на уровне более 70 % от МПК. У этих спортсменов не наблюдается сильного закисления МВ и крови, поэтому в промежуточных и части гликолитических МВ создаются условия для активизации синеза митохондрий.

Если у спортсмена мощность АнП менее 70 % от МПК, то использовать упражнения максимальной аэробной мощности можно только в виде повторного метода тренировки, который при правильной организации не приводит к вредному закислению мышц и крови спортсмена.

Долговременный адаптационный эффект

Упражнения максимальной аэробной мощности требуют рекрутирования всех окислительных, промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, если выполнять упражнения непредельной продолжительности, применить повторный метод тренировки, то тренировочный эффект будет отмечаться только в промежуточных и некоторой части гликолитических МВ, в виде очень малой гиперплазии миофибрилл и существенном увеличении массы митохондрий в активных промежуточных и гликолитических МВ.

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности

Упражнения околомаксимальной аэробной мощности на 90–100 % обеспечивается окислительными (аэробными) реакциями в рабочих мышцах. В качестве субстратов окисления используются в большей мере углеводы, чем жиры (дыхательный коэффициент около 1,0). Главную роль играют гликоген рабочих мышц и в меньшей степени — глюкоза крови (на второй половине дистанции). Рекордная продолжительность упражнений до 30 мин. В процессе выполнения упражнений ЧСС находится на уровне 90–95 %, ЛВ — 85–90 % от индивидуальных максимальных значений. Концентрация лактата в крови после предельного упражнения у высококвалифицированных спортсменов — около 10 ммоль/л. В процессе выполнения упражнения происходит существенное повышение температуры тела — до 39 (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Упражнение выполняется на уровне анаэробного порога или немного выше его. Поэтому работают окислительные мышечные волокна и промежуточные. Упражнение приводит к увеличению массы митохондрий только в промежуточных МВ.

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности

Упражнения субмаксимальной аэробной мощности выполняется на уровне аэробного порога. Поэтому работают только окислительные мышечные волокна. Окислительному расщеплению подвергаются жиры в ОМВ, углеводы в активных промежуточных МВ (дыхательный коэффициент примерно 0,85–0,90). Основными энергетическими субстратами служат гликоген мышц, жир рабочих мышц и крови, и (по мере продолжения работы) глюкоза крови. Рекордная продолжительность упражнений — до 120 мин. На протяжении упражнения ЧСС находится на уровне 80–90 %, а ЛВ — 70–80 % от максимальных значений для данного спортсмена. Концентрация лактата в крови обычно не превышает 3 ммоль/л. Она заметно увеличивается только в начале бега или в результате длительных подъемов. На протяжении выполнения этих упражнений температура тела может достигать 39–40.

Ведущие физиологические системы и механизмы — общие для всех аэробных упражнений. Продолжительность зависит в наибольшей мере от запасов гликогена в рабочих мышцах и печени, от запаса жира в окислительных мышечных волокон активных мышц

Существенного изменений в мышечных волокнах от таких тренировок не происходит. Эти тренировки могут использоваться для дилятации левого желудочка сердца, поскольку ЧСС составляет 100–150 уд/мин, т. е. с максимальным ударным объемом сердца.

Упражнения средней аэробной мощности

Упражнения средней аэробной мощности обеспечивается аэробными процессами. Основным энергетическим субстрактом служат жиры рабочих мышц и крови, углеводы играют относительно меньшую роль (дыхательный коэффициент около 0,8). Предельная продолжительность упражнения — до нескольких часов

Кардиореспираторные показатели не превышают 60–75 % от максимальных для данного спортсмена. Во многом характеристики этих упражнений и упражнений предыдущей группы близки (Аулик И. В., 1990, Коц Я. М., 1990).

Упражнения малой аэробной мощности

Упражнения малой аэробной мощности обеспечивается за счет окислительных процессов, в которых расходуются главным образом жиры и в меньшей степени углеводы (дыхательный коэффициент менее 0,8). Упражнения такой относительной физиологической мощности могут выполняться в течение многих часов. Это соответствует бытовой деятельности человека (ходьба) или упражнения в системе занятий массовой или лечебной физической культурой.

Таким образом, упражнения средней и малой аэробной мощности не имеют существенной значимости для роста уровня физической подготовленности, однако они могут использоваться в паузах отдыха для увеличения потребления кислорода, для более быстрого устранения закисления крови и мышц.

Источник

Поделиться с друзьями
Упражнения в нажей жизни